- Mi a napenergiával működő drónok megvalósíthatósága?
- Nagy felület szükséges a napelemekhez
- Napenergia gyűjtése és hasznosítása
- Mi a megoldás akkor?
- A napenergiával működő drónokban bekövetkezett legújabb fejlemények
- HAWK30 - Nagy magasságú ál-műholdak (HAPS)
- SB4 Phoenix
- Koreai napenergiával működő drón EAV3
Ahogy azt az FAA néhány évvel ezelőtt jósolta, a drónok kereskedelmi célú értékesítése drámai módon megnőtt, így a globális napenergia-kapacitás is. Ez a két technológia együttesen felkeltette a reményt, hogy napenergiával működő drónokat láthatunk repülni az égen. Sok kis magánvállalkozás, olyan nagy technológiai és repülési óriás, mint az Airbus, a Boeing, a Google, az AeroVironment, a Sunbirds SAS, a Sunlight Aerospace stb..
A megújuló energiaforrások nagyobb mértékű felhasználására való összpontosítás várhatóan nagyobb mértékben ösztönzi a piac növekedését, és a drónok alkalmazása a légi fényképezésben, a napenergia-gazdálkodásban, az adatgyűjtésben, a mezőgazdasági gazdálkodásban, a bányászatban stb. a napenergiával működő drónok piaca. A globális napelemes UAV Market 2020-2024 jelentés szerint a napenergiával működő UAV piac 2024-re várhatóan 485,46 millió dollárral növekszik, és 10% -os CAGR értékkel halad.
Kétségtelen, hogy a napenergiával működő UAV-k érdekes képességeket mutattak ki a nagy magasság és a hosszú élettartam érdekében, de a jelenlegi napenergiával működő UAV-k rendkívül könnyűek és törékenyek, és kis teherrel rendelkeznek. A súly és a megfogott energia tekintetében a napelemek egyre hatékonyabbá válnak, de a kérdés továbbra is megválaszolandó: Mennyire megvalósíthatóak a napenergiával működő drónok, és milyen technikai problémákkal néznek szembe a légiközlekedési vállalatok? Az UAV-okról, azok típusairól és azok alkalmazásáról részletesen beszéltünk egyik cikkünkben. Ma úgy döntöttünk, hogy fényt derítünk a napenergiával működő drónokra, azok megvalósíthatóságára és technikai nehézségeire.
Mi a napenergiával működő drónok megvalósíthatósága?
Az időjárástól való függés, a szigorú előírások hiánya, a növekvő UAV események stb. A fő tényezők, amelyek csökkentik a napenergiával működő UAV megvalósíthatóságát. Műszakilag a nap 100% energiát szolgáltat, és ahhoz, hogy egy drón tárolja és felhasználja a napenergiát, hatalmas területre van szükség, amelyre napelemeket lehet telepíteni. Ezenkívül a napelemeknek 100% -ban hatékonynak kell lenniük. Beszéljünk azokról a nehézségekről / kihívásokról, amelyeket meg kell oldani egy napenergiával működő drón számára a napenergia-gyűjtés maximalizálása érdekében.
Nagy felület szükséges a napelemekhez
A napelemes drónok alacsony karbantartási költségekkel rendelkeznek, és biztosítják a szén-dioxid-lábnyom nagymértékű csökkentését, de a magas hatékonyság biztosításához nagy területre van szükség a napelemek felszereléséhez. A napenergiával működő drónok napelemei rögzített szárnyakra vannak felszerelve. Minél nagyobbak a panelek, annál nagyobb erőt szívnak fel a nap. A drón méretének hatalmas növelése hozzájárulhat a napenergia optimális kihasználásához, és ebben rejlik a probléma. A terjedelmes napelemek egyáltalán nem megvalósíthatók a drón alkalmazásokhoz. Ezt a problémát különféle vállalatok kezelik, amelyek a következő generációs típusú rugalmas, vékony és könnyű napelemekkel foglalkoznak, amelyeket széles körben használnak.
Napenergia gyűjtése és hasznosítása
Mivel a betakarított napenergia jelentősen változik az idő függvényében, a napenergiával működő UAV energiahiánya ennek megfelelően változik. Az energiaszünet valószínűsége reggel alacsonyabb a betakarított teljesítmény miatt, és délig folyamatosan növekszik. Délidő után csökken a betakarított energia, és csökken az energiahiány is. Dél közben a kitermelt napenergia viszonylag magasabb. Ezért csökken az akkumulátor azonos szintre való feltöltésének ideje.
Mi a megoldás akkor?
A napenergia áramtermelő kapacitásának növekedése miatt számos előrelépés zajlik a napenergiával működő drónok piacán világszerte. Ezenkívül a szervezetek új lehetőségeket vizsgálnak a napenergiával működő UAV-ok különféle célokra történő felhasználására és a problémák globális szintű kezelésére. A különböző iparágakban alkalmazott drónok ezen alkalmazásával folyamatban van a kutatás, amely az UAV szerkezeti elemeinek helyettesítésére áramtárolókkal és áramtermelő eszközökkel javítja a napenergiával működő UAV repülési állóképességét és teljesítményét.
A napelemek drónokra helyezése nem az egyetlen drón-technológia, amelyben kutatás és fejlesztés zajlik. A légitársaságok azon dolgoznak, hogy csökkentsék a parazita súlyt, amely a fedélzeten szükséges energiaellátó rendszerek miatt magas. Emellett erőfeszítéseket tesznek lítium-polimer akkumulátorok és energiatermelő eszközök, például napelemek beépítésére. Különböző ingyenes energiatermelő eszközök, pl. a drón hatékony repüléséhez strukturális energiatárolókat, termoelektromos generátorokat, szerkezeti napelemeket stb. Ezenkívül erőfeszítéseket tesznek a repülőgép teljesítmény / tömeg arányának javítására, és annak lehetővé tétele érdekében, hogy a szerkezet ellenálljon a repülés közben esetlegesen tapasztalt különféle névleges és nem nominális aerodinamikai terhelési viszonyoknak.
A napfát és az EV töltőket olyan cégek fejlesztik, mint az Envision Solar. Ez a kaliforniai vállalat az EV ARC-t (amely drón-töltőként működik) a távolsággal és a hatótávolsággal kapcsolatos problémák kezelésére is tervezte. Az UAV ARC teljesen le van kapcsolva a hálózatról és akkumulátorokkal van felszerelve, így a termék sokkal skálázhatóbb. Az eszköz célja nemcsak a drónflották feltöltése, hanem a napelemes drónokról szóló információk gyűjtése és a jelentések teljesítményével kapcsolatos információk is.
Kaptunk alkalmat beszélgetni Shweta Patillal, az ISPAGRO Robotics technológiai specialistájával, és megértettük a napenergiával működő drónok tervezésének néhány technológiai aspektusát, valamint azok megvalósíthatóságát. Itt van, amit mondott:
A napenergiával működő drónokban bekövetkezett legújabb fejlemények
2017-től, amikor a Facebook napelemes drónja a Boeing 737 szárnyfesztávolságával a 2019-es évre repült, amikor a kínai napelemes drón - a Meiying 10 órás hosszú útra repült gyengén megvilágított télen; több napelemes drón tett próbarepülést. Míg némelyik sikeresnek bizonyult, van, akinek fejlesztése szükséges a különböző területeken. A közelmúltban a Sunbirds SB4 Phoenix napenergiával működő drónja felszállt és kétszer keresztezte a La Manche-csatornát, oda-vissza útat tett Sangattéből Doverbe. Vizsgáljuk meg közelebbről a napelemes drónokat, amelyek nemrég repültek.
HAWK30 - Nagy magasságú ál-műholdak (HAPS)
Ez egy pilóta nélküli, hosszú élettartamú napenergiával működő UAV, amelyet a tokiói székhelyű SoftBank leányvállalat, a HAPSMobile és az Egyesült Államok védelmi vállalkozója, az AeroVironment fejlesztettek ki. A HAWK30 2019 szeptemberében teljesített egy próbarepülést a kaliforniai NASA kutatóközpontjában, és folyamatban van a HAPS-alapú szolgáltatások nyújtásának megkezdése 2023-ig. A drón könnyű anyagokból készül, 10 légcsavarral és 256 láb szárnyfesztávolsággal rendelkezik. A napelemeket a szárny felületére telepítik, hogy nagy energiasűrűségű lítium-ion akkumulátort tápláljanak, amely lehetővé teszi az UAV számára, hogy a naplemente után is tovább repüljön és továbbítson.
SB4 Phoenix
Ez a teljesen önálló napenergiával működő Sunbirds drón 2020. szeptember 14-én repült fel, a La Manche-csatorna kétszer átlépésével, oda-vissza útra téve Sangatte és Dover között. Ez a könnyű napelemes drón 100 km és 2 óra 21 percet ért el. repülés a tenger felett egyik országból a másikba érkezéskor 100% -osan feltöltött akkumulátorokkal.
Koreai napenergiával működő drón EAV3
A közelmúltban a Koreai Űrkutatási Intézet (KARI) által készített EAV3 teljesítette a leghosszabb, 53 órás folyamatos repülését nagy magasságban, ahol a levegő elégtelen volt. Ez a napenergiával működő UAV ultrai energiasűrű cellákkal van felszerelve, 9m hosszú, 20m szárnyfesztávolságú és körülbelül 21 kg tömegű. 12-18 kilométeres magasságban repült a sztratoszférában 16 órán keresztül, és megdöntötte egy napenergiával működő drón rekordját, amely 2016-ban 18 kilométeres magasságban 90 perces repülést hajtott végre.
Google / Titan Aerospace: Solara 50 Boeing / DARPA: SolarEagle, Aurora Repüléstudományok: Odüsszeusz, BAE rendszerek: PHASA-35, Kínai Repülőtér-Aerodinamikai Akadémia (CAAA): Caihong (Szivárvány) T-4, Facebook / Ascenta: Aquila, Airbus: A Zephyr-S a napelemes UAV drónok egy része, amelyeket az elmúlt években terveztek és fejlesztettek.
Látva a megoldásokat, és egyre több vállalat tanúja lehet a sávhoz, nehéz nem megjósolni a napelemes UAV-ok előtt álló fényes kilátásokat. Világszerte aktív erőfeszítések folynak ennek a repülőgépeken alkalmazható technológiának a fejlesztésében, elsősorban azért, mert ezek környezetbarát módon, alacsonyabb költségekkel képesek elvégezni a feladatokat. A különféle katonai műveletekben való segítségnyújtás, az adatgyűjtés és a drónalapú kézbesítés a katasztrófa-elhárítás és a kereskedelmi kiskereskedők számára a napenergiával működő UAV-ok jelentősen hatékonyabbá és gazdaságosabbá tették a dolgok elvégzését. Nem tévedünk, ha a napenergiával működő UAV-kat és a következő nagy dolgot hívjuk!